📄 12-机械的可靠度分析与设计.m__.htm
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<html><head><title>MATLAB.rar 12-机械的可靠度分析与设计.m</title>
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<pre name="code" class="m">
disp ' ****** 转轴的可靠性设计 *******'
M=input(' 输入转轴危险截面上的弯矩(Nmm) M = ');
T=input(' 输入转轴危险截面上的扭矩(Nmm) T = ');
Kmsa=32*M/pi;
fprintf (1,' 对称循环弯曲应力幅系数 Kmsa = %3.3f \n',Kmsa)
Kcsa=0.08*Kmsa;
fprintf (1,' 弯曲应力幅标准离差系数 Kcsa = %3.3f \n',Kcsa)
Kmsm=16*sqrt(3)*T/pi;
fprintf (1,' 稳定扭转平均应力系数 Kmsm = %3.3f \n',Kmsm)
Kcsm=0.08*Kmsm;
fprintf (1,' 扭转平均应力标准离差系数 Kcsm = %3.3f \n',Kcsm)
rb=Kmsa/Kmsm;
fprintf (1,' 应力幅与平均应力的比值 rb = %3.3f \n',rb)
Kmrb=sqrt(1+1/rb^2);
fprintf (1,' 应力比均值系数 Kmrb = %3.3f \n',Kmrb)
Kmsf=Kmsa*sqrt(1+1/rb^2);
fprintf (1,' 复合疲劳平均应力系数 Kmsf = %3.3f \n',Kmsf)
Kcsf=Kcsa*sqrt(1+1/rb^2);
fprintf (1,' 复合疲劳平均应力标准离差系数 Kcsf = %3.3f \n',Kcsf)
Cb=input(' 输入转轴材料的弯曲强度极限(MPa) Cb = ');
Csjdc=0.43*Cb; % 袖珍机械设计师手册(第2版),P17,表1-18,结构钢
fprintf (1,' 试件的对称循环弯曲疲劳极限(MPa) Csjbc = %3.3f \n',Csjdc)
B=input(' 输入转轴的表面质量系数 B = ');
Ec=input(' 输入转轴的弯曲绝对尺寸系数 Ec = ');
Et=input(' 输入转轴的扭转绝对尺寸系数 Et = ');
E=(Ec+Et)/2;
fprintf (1,' 转轴的弯曲绝对尺寸系数 E = %3.3f \n',E)
Kc=input(' 输入转轴的弯曲疲劳应力集中系数 Kc = ');
Kt=input(' 输入转轴的扭转疲劳应力集中系数 Kt = ');
Q=input(' 输入转轴的敏感系数 Q = ');
Kf=1+Q*(Kc*Kt-1);
fprintf (1,' 转轴的复合疲劳应力集中系数 Kf = %3.3f \n',Kf)
Cdc=Csjdc*B*E/Kf;
fprintf (1,' 转轴的对称循环弯曲疲劳极限(MPa) Cdc = %3.3f \n',Cdc)
% 复合疲劳应力下强度的均值Sj,按照应力线与最佳拟合均值线的交点求出
Sj=sqrt(Cdc^2*Cb^2*(1+rb^2)/(Cb^2*rb^2+Cdc^2));
fprintf (1,' 转轴强度的均值(MPa) Sj = %3.3f \n',Sj)
Cs=0.08*Sj;
fprintf (1,' 转轴强度的标准离差(MPa) Cs = %3.6f \n',Cs)
R=input(' 输入可靠度 R = ');
% 根据失效概率F求联结系数z时,用累积分布反函数 z=norminv(F,mu,sigma)
% 根据联结系数z求失效概率F时,用累积分布函数 F=normcdf(z,mu,sigma)
% 根据联结系数z求失效频数f时,用概率密度函数 f=normpdf(z,mu,sigma)
% 正态分布N(mu,sigma),x=z时,mu=0,sigma=1,为标准正态分布,mu和sigma可以省略
z=norminv(1-R);
F=normcdf(z);
fprintf (1,' 与可靠度R对应的失效概率 F = %3.6f \n',F)
fprintf (1,' 联结系数(可靠性系数,安全指数) z = %3.6f \n',z)
f=normpdf(z);
fprintf (1,' 与联结系数z对应的失效频数 f = %3.6f \n',f)
a6=z^2*Cs^2-Sj^2;
fprintf (1,' 联结方程多项式中6次方项的系数 a6 = %3.4f \n',a6)
a3=2*Sj*Kmsf;
fprintf (1,' 联结方程多项式中3次方项的系数 a3 = %3.4f \n',a3)
a0=z^2*Kcsf^2-Kmsf^2;
fprintf (1,' 联结方程多项式中的常数项 a0 = %3.4f \n',a0)
p=[a6 0 0 a3 0 0 a0];
% 求解多项式的根
d=roots(p);
disp ' 转轴危险截面直径(联结方程多项式的根)'
fprintf (1,' d1 = %3.3f mm \n',d(1))
fprintf (1,' d2 = %3.3f mm \n',d(2))
fprintf (1,' d3 = %3.3f mm \n',d(3))
fprintf (1,' d4 = %3.3f mm \n',d(4))
fprintf (1,' d5 = %3.3f mm \n',d(5))
fprintf (1,' d6 = %3.3f mm \n',d(6))
disp ' ****** 转轴可靠性设计的有关参数分析 *******'
RR=[0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.99 0.999 0.9999];
zz=norminv(1-RR);
figure(1);
plot(zz,RR)
title('\bf 联结系数z与可靠度R的关系曲线 \rm R=\int e^{-z^{2}/2}dz ')
xlabel('联结系数 z')
ylabel('可靠度 R')
grid;
aa6=zz.^2*Cs^2-Sj^2;
aa3=2*Sj*Kmsf;
aa0=zz.^2*Kcsf^2-Kmsf^2;
p1=[aa6(1) 0 0 aa3 0 0 aa0(1)];
dr1=roots(p1);
fprintf (1,' 可靠度 R=0.5000 时的联结系数 z1 = %3.6f \n',zz(1))
fprintf (1,' 转轴直径 dr1 = %3.3f mm \n',dr1(6))
p2=[aa6(2) 0 0 aa3 0 0 aa0(2)];
dr2=roots(p2);
fprintf (1,' 可靠度 R=0.6000 时的联结系数 z2 = %3.6f \n',zz(2))
fprintf (1,' 转轴直径 dr2 = %3.3f mm \n',dr2(6))
p3=[aa6(3) 0 0 aa3 0 0 aa0(3)];
dr3=roots(p3);
fprintf (1,' 可靠度 R=0.7000 时的联结系数 z3 = %3.6f \n',zz(3))
fprintf (1,' 转轴直径 dr3 = %3.3f mm \n',dr3(6))
p4=[aa6(4) 0 0 aa3 0 0 aa0(4)];
dr4=roots(p4);
fprintf (1,' 可靠度 R=0.8000 时的联结系数 z4 = %3.6f \n',zz(4))
fprintf (1,' 转轴直径 dr4 = %3.3f mm \n',dr4(6))
p5=[aa6(5) 0 0 aa3 0 0 aa0(5)];
dr5=roots(p5);
fprintf (1,' 可靠度 R=0.9000 时的联结系数 z5 = %3.6f \n',zz(5))
fprintf (1,' 转轴直径 dr5 = %3.3f mm \n',dr5(6))
p6=[aa6(6) 0 0 aa3 0 0 aa0(6)];
dr6=roots(p6);
fprintf (1,' 可靠度 R=0.9900 时的联结系数 z6 = %3.6f \n',zz(6))
fprintf (1,' 转轴直径 dr6 = %3.3f mm \n',dr6(6))
p7=[aa6(7) 0 0 aa3 0 0 aa0(7)];
dr7=roots(p7);
fprintf (1,' 可靠度 R=0.9990 时的联结系数 z7 = %3.6f \n',zz(7))
fprintf (1,' 转轴直径 dr7 = %3.3f mm \n',dr7(6))
p8=[aa6(8) 0 0 aa3 0 0 aa0(8)];
dr8=roots(p8);
fprintf (1,' 可靠度 R=0.9999 时的联结系数 z8 = %3.6f \n',zz(8))
fprintf (1,' 转轴直径 dr8 = %3.3f mm \n',dr8(6))
dz=[dr1(6) dr2(6) dr3(6) dr4(6) dr5(6) dr6(6) dr7(6) dr8(6)];
figure(2);
plot(dz,RR)
title('\bf 轴的直径d与可靠度R的关系曲线 \it')
xlabel('轴的直径 d/mm')
ylabel('可靠度 R')
grid;
</pre>
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